全国通用2021高考化学一轮复习第十章化学实验微考点79定量实验一物质的组成和产率的计算练习含解析

全国通用2021高考化学一轮复习第十章化学实验微考点79定量实验一物质的组成和产率的计算练习含解析

微考点79 定量实验一物质的组 成和产率的计算 ‎1．(2019·潍坊质检)某种含有少量FeCl2杂质的FeCl3样品，现要测定其中铁元素的含量。实验采用以下步骤进行：‎ ‎①准确称量mg样品(2～3g)；‎ ‎②向样品中加入10mL5mol·L－1的盐酸，再加入蒸馏水，配制成250mL溶液；‎ ‎③量取25mL操作②中配得的溶液，加入3mL溴水，加热使之完全反应；‎ ‎④趁热迅速加入浓度为10%的氨水至过量，充分搅拌，使之完全沉淀；‎ ‎⑤过滤，将沉淀洗涤、灼烧、冷却称量，反复操作至恒重。‎ 请根据上面的叙述回答：‎ ‎(1)若称量前，托盘天平的指针偏向标尺左方；称量读数时，指针刚好在标尺的中间，则所得样品的质量________(填字母)。‎ A．比mg多 B．比mg少 C．恰好为mg ‎(2)溶解样品时要加入盐酸，原因是__________________________________________‎ ‎________________________________________________________________________。‎ ‎(3)配制250mL溶液时，除需250mL的容量瓶、烧杯外，还需用到的玻璃仪器是________________________。‎ ‎(4)加入溴水时发生反应的离子方程式是________________________________________‎ ‎__________________________________________________________________________。‎ ‎(5)若坩埚质量为W1g，坩埚与灼烧后固体的总质量是W2g，则样品中铁元素的质量分数是________________________。‎ ‎(6)若在配制250mL溶液时，所用的容量瓶没有洗干净。当含有下列物质时，最终会使铁元素的测定含量(填“偏高”“偏低”或“不变”)。‎ ‎①NaCl______________；②Fe2(SO4)3______________。‎ ‎2．(2019·周口联考)葡萄酒中抗氧化剂的残留量是以游离SO2的含量计算，我国国家标准(GB2760—2014)规定葡萄酒中SO2的残留量≤0.25g·L－1‎ 8‎ ‎。某兴趣小组设计实验方案对葡萄酒中SO2进行测定。‎ 定量实验方案如下(部分装置和操作略)：‎ ‎(1)A中加入100.0mL葡萄酒和适量盐酸，加热使SO2全部逸出并与B中H2O2完全反应，其化学方程式为：‎ ‎________________________________________________________________________。‎ ‎(2)除去B中过量的H2O2，然后再用NaOH标准溶液进行滴定，除去H2O2的方法是________________________________________________________________________‎ ‎________________________________________________________________________。‎ ‎(3)步骤X滴定至终点时，消耗NaOH溶液30.00mL，该葡萄酒中SO2的含量为________g·L－1。该测定结果比实际值偏高，分析原因：_________________________________________‎ ‎_______________________________________________________________________________。‎ ‎3．(1)①草酸晶体(H2C2O4·xH2O)加热到170℃以上发生分解反应，从元素组成和碳元素的化合价分析，可能生成三种氧化物，写出反应的化学方程式：________________________________________________________________________‎ ‎________________________________________________________________________；‎ 也可能生成两种氧化物和一种酸，则该酸的化学式为：________________________。‎ ‎②事实表明，草酸晶体加热到170℃以上分解生成三种氧化物。某同学欲按照如图所示的装置进行实验，检验草酸晶体的分解产物中除H2O之外的氧化物。其中装置B的主要作用是________________________________________________________________________‎ ‎________________________________________________________________________。‎ 8‎ 你认为该装置是否存在不足之处，如无，请回答“不存在”。如有，请指出不足之处；________________________________________________________________________‎ ‎________________________________________________________________________。‎ ‎(2)碳元素的稳定价态为＋4价，所以草酸具有还原性。‎ ‎①用酸性高锰酸钾溶液通过滴定方法来测定草酸溶液的物质的量浓度，酸性高锰酸钾溶液应盛放在________(填“酸式”或“碱式”)滴定管里，滴定终点的现象为________________________________________________________________________‎ ‎________________________________________________________________________。‎ ‎②取某草酸溶液25.00mL，用amol·L－1酸性高锰酸钾溶液滴定，滴定终点时消耗酸性高锰酸钾溶液VmL，则该草酸溶液的物质的量浓度为________mol·L－1。‎ ‎4．(2017·全国卷Ⅰ，26)凯氏定氮法是测定蛋白质中氮含量的经典方法，其原理是用浓硫酸在催化剂存在下将样品中有机氮转化成铵盐，利用如图所示装置处理铵盐，然后通过滴定测量。已知：NH3＋H3BO3===NH3·H3BO3；NH3·H3BO3＋HCl===NH4Cl＋H3BO3。‎ 回答下列问题：‎ ‎(1)a的作用是_________________________________________________________________。‎ ‎(2)b中放入少量碎瓷片的目的是________________________________________________。‎ f的名称是________________。‎ ‎(3)清洗仪器：g中加蒸馏水：打开k1，关闭k2、k3‎ 8‎ ‎，加热b，蒸气充满管路：停止加热，关闭k1，g中蒸馏水倒吸进入c，原因是______________________________________________；‎ 打开k2放掉水，重复操作2～3次。‎ ‎(4)仪器清洗后，g中加入硼酸(H3BO3)和指示剂，铵盐试样由d注入e，随后注入氢氧化钠溶液，用蒸馏水冲洗d，关闭k3，d中保留少量水，打开k1，加热b，使水蒸气进入e。‎ ‎①d中保留少量水的目的是_______________________________________________________。‎ ‎②e中主要反应的离子方程式为___________________________________________________，‎ e采用中空双层玻璃瓶的作用是__________________________________________________。‎ ‎(5)取某甘氨酸(C2H5NO2)样品m克进行测定，滴定g中吸收液时消耗浓度为cmol·L－1的盐酸VmL，则样品中氮的质量分数为________%，样品的纯度≤________%。‎ ‎5．(2016·天津理综，9)水中溶氧量(DO)是衡量水体自净能力的一个指标，通常用每升水中溶解氧分子的质量表示，单位mg·L－1，我国《地表水环境质量标准》规定，生活饮用水源的DO不能低于5mg·L－1。某化学小组同学设计了下列装置(夹持装置略)，测定某河水的DO。‎ Ⅰ.测定原理：‎ 碱性条件下，O2将Mn2＋氧化为MnO(OH)2：‎ ‎①2Mn2＋＋O2＋4OH－===2MnO(OH)2↓‎ 酸性条件下，MnO(OH)2将I－氧化为I2：‎ ‎②MnO(OH)2＋I－＋H＋―→Mn2＋＋I2＋H2O(未配平)‎ 用Na2S2O3标准溶液滴定生成的I2：‎ ‎③2S2O＋I2===S4O＋2I－。‎ Ⅱ.测定步骤：‎ a．安装装置，检验气密性，充N2排尽空气后，停止充N2。‎ b．向烧瓶中加入200mL水样。‎ c．向烧瓶中依次迅速加入1mLMnSO4‎ 8‎ 无氧溶液(过量)、2mL碱性KI无氧溶液(过量)，开启搅拌器，至反应①完全。‎ d．搅拌并向烧瓶中加入2mLH2SO4无氧溶液，至反应②完全，溶液为中性或弱酸性。‎ e．从烧瓶中取出40.00mL溶液，以淀粉作指示剂，用0.01000mol·L－1Na2S2O3溶液进行滴定，记录数据。‎ f．……‎ g．处理数据(忽略氧气从水样中的逸出量和加入试剂后水样体积的变化)。‎ 回答下列问题：‎ ‎(1)配制以上无氧溶液时，除去所用溶剂水中氧的简单操作为________。‎ ‎(2)在橡胶塞处加入水样及有关试剂应选择的仪器为________。‎ ‎①滴定管　②注射器　③量筒 ‎(3)搅拌的作用是______________________________________________________________。‎ ‎(4)配平反应②的方程式，其化学计量数依次为____________________________________。‎ ‎(5)步骤f为___________________________________________________________________。‎ ‎(6)步骤e中达到滴定终点的标志为______。若某次滴定消耗Na2S2O3溶液4.50mL，水样的DO＝________mg·L－1(保留一位小数)。作为饮用水源，此次测得DO是否达标：________(填“是”或“否”)。‎ ‎(7)步骤d中加入H2SO4溶液反应后，若溶液pH过低，滴定时会产生明显的误差，写出产生此误差的原因(用离子方程式表示，至少写出2个)__________________________________‎ ‎_____________________________________________________________________________。‎ ‎‎ 8‎ 答案精析 ‎1．(1)B ‎(2)抑制Fe2＋、Fe3＋的水解 ‎(3)玻璃棒、胶头滴管 ‎(4)2Fe2＋＋Br2===2Fe3＋＋2Br－‎ ‎(5)%‎ ‎(6)①不变　②偏高 ‎2．(1)SO2＋H2O2===H2SO4‎ ‎(2)加入二氧化锰并振荡(答案合理即可)‎ ‎(3)0.384　盐酸挥发造成的干扰 解析　(1)SO2与双氧水发生氧化还原反应生成硫酸，反应的方程式为SO2＋H2O2===H2SO4。(2)双氧水在二氧化锰作催化剂的条件下发生分解反应生成水和氧气，所以除去H2O2的方法是加入二氧化锰并振荡。(3)根据2NaOH～H2SO4～SO2可知SO2的质量为×(0.0400mol·L－1×0.030L)×64g·mol－1＝0.0384g，该葡萄酒中的SO2含量为＝0.384g·L－1；由于盐酸易挥发，有部分氯化氯会挥发到B装置中，所以会使氢氧化钠的用量偏多，导致测定结果比实际值偏高。‎ ‎3．(1)①H2C2O4·xH2OCO↑＋CO2↑＋(1＋x)H2O↑‎ HCOOH ‎②冷凝草酸蒸气，避免其与澄清石灰水反应产生白色沉淀，干扰CO2的检验　一是F、G之间缺少一个验证CO2已经被完全除去的D装置，二是缺少对尾气中CO吸收处理的装置 ‎(2)①酸式　当滴入最后一滴酸性高锰酸钾溶液后，锥形瓶中的溶液由无色变为浅红色，且半分钟内不褪色 ‎②(或0.1aV)‎ 8‎ 解析　(1)①草酸中碳元素为＋3价，且仅含C、H、O三种元素，所以分解生成三种氧化物时，只能是CO、CO2和H2O；如果生成两种氧化物和一种酸，反应的化学方程式为H2C2O4·xH2OCO2↑＋HCOOH↑＋xH2O↑，则该酸为HCOOH。②已知草酸钙为白色沉淀，所以检验CO2时应该先除去草酸，又因为草酸的沸点为150℃，则可以冷凝除之。(2)①酸性高锰酸钾溶液具有强氧化性，应盛放在酸式滴定管中。滴定终点时，草酸完全反应，再滴入酸性高锰酸钾溶液，锥形瓶中的溶液由无色变为浅红色且半分钟内不褪色。②通过价态分析，H2C2O4与KMnO4按物质的量之比为5∶2进行反应，由此可求得该草酸溶液的物质的量浓度。‎ ‎4．(1)避免b中压强过大　(2)防止暴沸　直形冷凝管　(3)c中温度下降，管路中形成负压 ‎(4)①液封，防止氨气逸出　②NH＋OH－NH3↑＋H2O　保温使氨完全蒸出 ‎(5)　 解析　(1)a管作用是平衡气压，防止b中压强过大。(2)碎瓷片可防止液体加热时暴沸。f为直形冷凝管。(3)停止加热，管路中气体温度下降，水蒸气冷凝为液态水，形成负压，g中蒸馏水倒吸入c中。(4)①d中保留少量水，起液封作用，防止NH3逸出。②e中NH与OH－加热反应放出NH3。因为加热水蒸气充满管路，双层玻璃瓶中也充满水蒸气，起保温作用，有利于NH3完全逸出。(5)C2H5NO2～NH3～NH3·H3BO3～HCl，样品中氮的质量分数为×100%＝%。样品的纯度≤×100%＝%。‎ ‎5．(1)将溶剂水煮沸后冷却 ‎(2)②‎ ‎(3)使溶液混合均匀，快速完成反应 ‎(4)1,2,4,1,1,3‎ ‎(5)重复步骤e的操作2～3次 ‎(6)溶液蓝色褪去且半分钟内不恢复原色　9.0　是 ‎(7)2H＋＋S2O===S↓＋SO2↑＋H2O，SO2＋I2＋2H2O===4H＋＋SO＋2I－，4H＋＋4I－＋O2===2I2＋2H2O(任写其中2个)‎ 8‎ 解析　(1)气体在水中的溶解度随着温度升高而减小，将溶剂水煮沸可以除去所用溶剂水中氧气。(2)在橡胶塞处加入水样及有关试剂，应选择注射器。(3)搅拌可以使溶液混合均匀，加快反应速率。(4)Mn元素的化合价由＋4价降低到＋2价，碘元素的化合价由－1价升高到0价，根据化合价升降总数相等，反应②配平后的化学方程式为MnO(OH)2＋2I－＋4H＋===Mn2＋＋I2＋3H2O，故其化学计量数依次为1,2,4,1,1,3。(5)为了减小实验的误差，滴定操作一般需要重复操作2～3次，因此步骤f为重复步骤e的操作2～3次。(6)I－被氧化为I2后，再用Na2S2O3溶液滴定，将I2还原为I－，因此滴定结束时，溶液的蓝色消失且半分钟内不恢复原色；n(Na2S2O3)＝0.01000mol·L－1×0.0045L＝4.5×10－5mol，根据反应①②③有O2～2MnO(OH)2～2I2～4S2O，n(O2)＝n(Na2S2O3)＝1.125×10－5mol，该河水的DO＝mg·L－1＝9.0mg·L－1＞5mg·L－1，此次测得的DO达标。(7)Na2S2O3在酸性条件下发生歧化反应，生成的SO2也能够被生成的I2氧化，同时空气中的O2也能够将I－氧化，反应的离子方程式有2H＋＋S2O===S↓＋SO2↑＋H2O，SO2＋I2＋2H2O===4H＋＋SO＋2I－，4H＋＋4I－＋O2===2I2＋2H2O。‎ 8‎